间隙及掩模偏心对采用理想模板窄带算法共相拼接镜的影响

发布时间：2021-07-05 13:50

　　分析间隙及偏心影响下的子孔径远场光斑形态变化,并探索采用理想圆孔径模板库匹配含间隙及偏心孔径的远场图样进行共相的可行性及适用范围。数值仿真了不同间隙及不同掩模偏心下的远场光斑形态,得到了二者对远场形态的影响趋势;数值模拟了采用理想模板窄带共相的过程,分析了不同间隙及不同掩模偏心下,不同平移误差的共相精度。研究表明,间隙越大,远场扩展范围越宽;偏心越大,远场受平移误差调制的效应越不明显;当间隙比例因子或偏心比例因子不超过0.3时,可直接采用理想模板共相。该研究拓展了窄带共相算法的应用,为深入研究窄带共相算法提供了相应基础。 

【文章来源】：激光与光电子学进展. 2020,57(08)北大核心CSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

直角坐标系及子镜与掩模相对位置关系

为了分析间隙及掩模偏心对远场图样的影响，需要结合三个因素的共同作用，分别是不同的平移误差状态、不同的偏心状态和不同的间隙状态。实验中，仿真不同的平移误差状态，即kδ取0，π/11,2π/11,3π/11,4π/11,5π/11,6π/11,7π/11,8π/11,9π/11,10π/11等不同值时的远场光强分布；仿真不同的偏心状态，即Δyratio取0,0.1,0.3,0.5,0.7,0.9等不同值时的远场光强分布；至于仿真不同的间隙状态，根据文献[11]，卷边效应较显著的区域尺寸有时甚至与掩模子孔径在主镜面的投影尺寸相当，若使掩模子孔径的采样区避开卷边区域，有必要将gratio取遍区间[0,1]内的值，此处gratio取0,0.1,0.3,0.5,0.7,0.9等不同值。图2所示既不存在间隙，掩模也不存在偏心时，对应不同平移误差状态下的掩模远场衍射图样，并将此作为后续共相测量的理想模板。3.1 单一因素间隙的影响分析

在KECK望远镜共相的窄带检测算法中，需要获取11组光程差间隔为λ/11的掩模远场衍射图样，作为模板保存在模板库中。实际检测时，只需对星曝光一次，就可获得所有相邻子镜拼缝处的远场衍射图样。再将每个拼缝处的衍射图样与模板库中的远场衍射图样进行互相关运算，最大相关系数对应的模板相位就可作为被检测子镜间的相位误差。为了提高精度，还可对相关系数曲线进行二次拟合以便获得更准确的相位误差。由此可见，作为窄带检测的关键参数，相关系数直接决定了平移误差检测的准确性。采用的相关系数计算公式为[14]式中：xi,yi分别为作互相关运算的两个矩阵的元素；分别为作互相关运算的两个矩阵的均值；N为矩阵中元素的个数。

【参考文献】：
期刊论文
[1]拼接式反射镜共相误差检测[J]. 郑彬,陆培芬,陈永和,傅雨田.  光学学报. 2017(11)
[2]主动光学─新一代大望远镜的关键技术[J]. 苏定强,崔向群.  天文学进展. 1999(01)



本文编号：3266189